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含氰化氫廢氣治理研究進展

文檔作者：蔣明寧平王重華陳煒周鍵王磊覃揚頌文檔來源：昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月11日
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化 工 進 展
2012年第31卷第11期 CHEMICAL INDUSTRYAND ENGINEERING PROGRESS ·2563·
含氰化氫廢氣治理研究進展
蔣 明，寧 平，王重華，陳 煒，周 鍵，王 磊，覃揚頌
(昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，云南昆明650500)
摘 要：氰化氫(HCN)是一種危害人體健康和大氣環(huán)境的劇毒污染物，任何含氮物質(zhì)和含氮燃料的燃燒、化5-生
產(chǎn)、冶金、汽車尾氣排放等都能釋放含HCN的廢氣。本丈綜述了近年來脫除HCN方面的研究進展，評述了各種脫
氰方法包括吸收、吸附、燃燒、催化氧化、催化水解等技術(shù)的原理、適用對象及各種方法的優(yōu)缺點。結(jié)果表明：吸
收和燃燒法具有凈化效率高、工藝簡單等優(yōu)點，對處理高濃度含氰廢氣有較大優(yōu)勢；其它方法的脫氰劑雖起活溫度
高、再生較為困難，但二次污染小，適用于氣體的精細脫氰 今后各種技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用不僅能實現(xiàn)復(fù)雜氣分下工業(yè)
廢氣中HCN的逐級凈化，而且能綜合回收利用尾氣中高濃度CO作為燃料和化工原料氣。雖然各技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用在
投資成本和工藝控制方面還有一定難度，但卻具有較大的發(fā)展前景，是今后合氰化氫廢氣脫除的新趨勢。
關(guān)鍵詞：氰化氫；廢氣；脫除技術(shù)
中圖分類號：x 511 文獻標志碼：A 文章編號：1000—6613(2012)11—2563—07
Research progress of HCN-containing exhaust gas treatment
JIANGMing，NINGPing，WANG Zhonghua，CHEN Wei，ZHOUJian，WANGLei，QINYangsong
(Facul夠ofEnvironmental Science and Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming
650500，Yunnan，China)
Abstract：Hydrogen cyanide(HCN)is an acutely poisonous pollutant，which might damage human
health and atmospheric environment．The HCN—containing exhaust gases are commonly released to the
air from ni~ogen—containing fuel combustion，chemical processing，metallurgy，an d vehicle exhaust
emissions．This paper reviewed the recent progress of HCN removal technologies，including absorption，
adsorption，combustion，catalytic oxidation and catalytic hydrolysis．The principle， applications，
advantages and disadvantages of HCN removal were also an alyzed． For high concentration
HCN—containing exh aust gases， absorption an d combustion have the advantages of high removal
eficiency and simple purification processes．The decyanation agents of other processes are normally
active at high temperatures， and the regeneration is relatively complicated．However，the secondary
pollution is lOW compared to adsorption an d combustion processes；therefore，it could have advantages
in precise decyanation．The combined application of various removal techn ologies in the future call not
only remove HCN effectively，but also recover and utilize high concentration CO which can be used as a
raw material gas in chemical industry．Even though the combined applications may still have some
obstacle，such as relatively high cost and dificulties in control techn ology，it is still a new development
trend with bright prospects for HCN remova1．
Key words：hydrogen cyanide；exhaust gas；removal technologies
收稿日期：2012．04．27；修改稿日期：2012．05．30。
基金項目： 國家863高技術(shù)研究發(fā)展計劃(2008AA062602)、云南省自
然科學(xué)基金(14051184)及昆明理工大學(xué)分析測試基金(2010136)項目。
第一作者：蔣明(1981一)，男，博士研究生，從事大氣污染控制工
程研究。E-mail mingiiang2010@163．tom。聯(lián)系人：寧平，教授，博士
生導(dǎo)師，研究方向為環(huán)境污染控制。E-ma il ningping58@126．corn。王
重華，教授，研究方向為物理化學(xué)、環(huán)境材料及化工熱力學(xué)計算。E．mail
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化 工 進 展 2012年第31卷
近年來，我國粉塵、SO，、NOx等三大常規(guī)大
氣污染物控制方面取得了一定的成效，三大污染物
之外的“非常規(guī)污染物”控制逐漸今后成為大氣污
染防治的重點[卜引?！秶抑虚L期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)
劃綱要(2006-2020)》“綜合治污與廢棄物循
環(huán)利用”優(yōu)先主題中重點強調(diào)“開發(fā)非常規(guī)污染物
控制技術(shù)”。氰化氫(HCN)為劇毒物質(zhì)，是工業(yè)廢
氣中最為典型的“非常規(guī)”有毒有害污染物之一。
HCN毒陛是CO的35倍[鍆，其中毒機理主要是氰基
(CN一)在人體內(nèi)容易與細胞線粒體內(nèi)的氧化型細
胞色素氧化酶中的Fe3 結(jié)合，從而阻止Fe3+的還原，
使細胞組織不能利用氧而產(chǎn)生細胞內(nèi)室息性缺
氧 由于HCN的強毒性，我國《大氣污染物綜合
排放標準》(GB 16297-1996)規(guī)定新污染源的最
高排放濃度為僅1．9 mg／rn3。隨著HCN的排放標準
日益嚴格，對HCN的凈化與污染治理勢在必行。
1 含HCN廢氣的來源
1,1 煤的燃燒與熱解
HCN 是以煤為主的化石燃料中氮轉(zhuǎn)化為NO
的重要前體 0]。煤在高溫?zé)峤獾倪^程中，揮發(fā)分
中的氮主要以HCN和NH 的形式存在。煤粉中的
氮一部分存在于化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的基團中，在較低
溫度下即可發(fā)生分解產(chǎn)生HCN；另一部分氮存在于
化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定的基團中，在相對較高的溫度下
分解形成NH [11-13】。因此，鋼鐵行業(yè)煉鋼、煉鐵和
煉焦生產(chǎn)中副產(chǎn)的高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和焦爐煤氣
以及煤化工行業(yè)各類煤制氣中均含有大量HCN。以
煉焦過程為例，煤經(jīng)過高溫裂解，發(fā)生一系列復(fù)雜
的化學(xué)反應(yīng)，所得焦爐煤氣中HCN 含量在680
mg／m 以上[14]。
1．2 生物質(zhì)的高溫?zé)峤?
生物質(zhì)中的氮具有雜環(huán)、芳香結(jié)構(gòu)[15-16】，并主
要存在于氨基酸和蛋白質(zhì)中[17-18]。在生物質(zhì)的高溫
熱解過程中，氮主要以NH 、HCN、HNCO等形式
釋放[19-20】，HCN的形成不僅需要氮，而且要依靠生
物質(zhì)中的木質(zhì)素。木質(zhì)素高溫?zé)峤獾某跗?，可能?dǎo)
致纖維素、半纖維素和蛋白質(zhì)之間進行聚合反應(yīng)，
從而產(chǎn)生大量的雜環(huán)氮。雜環(huán)氮的形成是導(dǎo)致生物
質(zhì)熱解中HCN的釋放量高于NH 的主要原因[2o]。
由于生物質(zhì)的燃燒為大氣提供了主要的HCN 源，
導(dǎo)致HCN與對流層的羥基自由基(OH)發(fā)生快速反
應(yīng)生成H20和CN[ ，從而進一步影響海洋的抬升
或下沉[21]。
1．3 礦熱電爐尾氣
礦熱電爐又稱電阻電爐或電弧電爐，是冶煉礦
石并生產(chǎn)鐵合金、工業(yè)硅、黃磷、電石等材料的冶
煉設(shè)備。工業(yè)生產(chǎn)黃磷和電石時，通常以焦炭作為
還原劑，并與礦石在高溫下熔融發(fā)生化學(xué)還原反應(yīng)。
所排放的尾氣中通常含高濃度的CO還原氣，并同
時含有HCN、H2S、PH3、COS等雜質(zhì)氣體 】，
不僅造成資源的極大浪費，還嚴重污染環(huán)境。其中，
HCN 在黃磷爐和電石爐內(nèi)可能產(chǎn)生的反應(yīng)式如
式(1)～式(3)。
3H2+N2— 2NH3 (1)
NH3+C— HCN+H2 (2)
CO+NH3一HCN+H2O (3)
將式(1)分別與式(2)、式(3)相加即可得
到總反應(yīng)式，即式(4)、式(5)。
H2+N2+2C一2HCN (4)
3H2+N2+2Co一2HCN+2H20 (5)
爐內(nèi)的H，和N，主要來源于原料中焦炭(半焦)
的高溫?zé)峤狻⒃线M料時和電爐密閉性原因所帶入
的少量空氣。我國所排放的黃磷尾氣和電石爐尾氣
中HCN 的濃度分別為145~970 mg／m312 】和45～
130 mg／m3[ 引。
1．4 廢氣脫硝
廢氣NO 是大氣污染控制領(lǐng)域繼煙氣脫硫之
后，目前最受關(guān)注的研究熱點。HCN是HC—SCR(碳
氫化合物選擇性催化還原)、NH ．SCR(NH 選擇性
催化還原)等新型選擇性脫硝過程中的副產(chǎn)物[ 。
SCR催化劑表面C—N 的形成是吸附態(tài)的NO 和
HC發(fā)生反應(yīng)的重要步驟，導(dǎo)致在SCR脫硝工藝中
不可避免的生成HCN[0們。以汽車尾氣催化凈化系統(tǒng)
為例，在Pt、Rh、Ir等催化作用下，NH 與CH4反
應(yīng)可生成HCN，安裝有三元催化器的輕型機動車
HCN排放速率可達12．1 mg／km，當汽車發(fā)動機冷啟
動時，排放尾氣中HCN濃度可達(105+97) g／L，
排放速率(39+35)~g／min；而當汽車勻速穩(wěn)定行使
時，排放尾氣中HCN 濃度降為(79-+-71)LLg／L ，排
放速率降為(21+18)~tg／mint ¨。
1．5 建筑裝飾材料引發(fā)的火災(zāi)
隨著新的建筑材料和裝飾材料的不斷出現(xiàn)，火
災(zāi)中除產(chǎn)生大量CO之外，還同時產(chǎn)生HCN和NO
等有毒氣體[32-33】。其中，HCN產(chǎn)生為材料中的含氮
有機物干餾或不完全燃燒所致，且對人體的窒息性
和毒性比CO更大，同時，火災(zāi)煙霧中的CO和HCN
的毒性效應(yīng)之間有協(xié)同作用，當非致死濃度的CO
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第11期 蔣明等：含氰化氫廢氣治理研究進展 ·2565·
和HCN 中毒作用累加后， 能達到動物的致死濃
度[ 鍆。
1．6 含氰化工產(chǎn)品加工與使用過程
聚丙烯腈基炭纖維(PANCF)是我國國防、航
天領(lǐng)域的新型材料之一。而在炭纖維的制造過程中，
由于聚丙烯腈基分子間和分子內(nèi)發(fā)生環(huán)化、稠環(huán)化
和交聯(lián)反應(yīng)，形成亂層石墨結(jié)構(gòu)后產(chǎn)生大量的如
HCN、NH CO 等揮發(fā)性有毒有害物質(zhì)[35-36】。每
生產(chǎn)1 kg炭纖維就會釋放含207．9g的HCN廢氣，
屬高濃度含氰廢氣，對生產(chǎn)操作人員和周圍環(huán)境的
影響極大。農(nóng)藥百菌清的生產(chǎn)過程中，需要間苯二
甲腈作為原料中問體[ ，國內(nèi)外普遍采用的間二甲
苯氨氧化法生產(chǎn)，該工藝產(chǎn)生廢氣HCN 的平均濃
度高達14800 mg／m ，并含NH1(22300 mg／m )[38]，
該廢氣治理難度大，成為間二甲苯氨氧化法的主要
制約因素。
2 HCN脫除技術(shù)
由于HCN 一般是在還原性環(huán)境下生成，含
HCN工業(yè)廢氣通常含有大量CO、H2、CH4等資源
化利用價值高的氣體組分，并伴生c0S、CS2等形
式的有機硫和H2S等形式無機硫，部分廢氣還含大
量NH3和微量02。由于HCN的強毒性，HCN廢氣
凈化首先要滿足嚴格的環(huán)境排放及衛(wèi)生標準，防止
HCN 造成大氣污染和危害人體健康。其次，HCN
凈化也是工業(yè)廢氣資源化利用及工業(yè)氣體凈化的需
要。HCN具有很強的腐蝕性、毒性，在工業(yè)廢氣后
續(xù)生產(chǎn)或處理過程中，對生產(chǎn)設(shè)備、管道產(chǎn)生極強
的腐蝕，引起合成氣化學(xué)反應(yīng)催化劑中毒失活，嚴
重影響最終產(chǎn)品的收率和質(zhì)量。含HCN 工業(yè)廢氣
不論是用做工業(yè)合成原料氣或用于燃料氣，都必須
采用相適應(yīng)的工藝方法，進行脫氰凈化處理，減少
其對環(huán)境的污染和設(shè)備的腐蝕。目前國內(nèi)外脫除廢
氣中HCN的方法主要有：吸收及液相催化氧化法、
吸附法、燃燒法、氣固相催化氧化法、氣固相催化
水解法以及氣固相催化氧化／催化水解聯(lián)合脫除法。
2．1 吸收及液相催化氧化法
吸收法是先將含有HCN 的廢氣通過堿液進行
吸收生成CN一，然后對吸收液中的CN一進行處理。
根據(jù)對吸收后溶液處理方法的不同，又可分為解吸
法、堿性氯化法、酸化曝氣法、電解氧化法、加壓
水解法等。其中解吸法【39J處理不徹底，出水水質(zhì)不
穩(wěn)定，處理后水容易帶色，因此現(xiàn)在已很少使用；
堿性氯化法 UJ是目前使用最普遍的方法，但存在處
理后有余氯、設(shè)備腐蝕嚴重、運行費用較高等缺點；
電解氧化法【4lJ的問題在于電解效率不穩(wěn)定，易產(chǎn)生
有害氣體，處理費用較高，當廢水中含硫酸鹽時，
處理效果不好；加壓水解法【5j不僅可處理游離氰化
物，還可處理氰的絡(luò)合物，對廢水含氰濃度的適應(yīng)
范圍較廣，操作簡單，運行穩(wěn)定，但其工藝復(fù)雜，
成本較高。以A／O1／H／02為主體的生物三相流化床
組合工藝【4zJ能夠有效地去除焦化廢水中的HCN，但
在降解的過程中，絡(luò)合氰的降解比游離氰慢，總氰
化物降解不夠徹底。由于液相吸收法原則上可以將
HCN轉(zhuǎn)變?yōu)镹aCN等產(chǎn)品進行回收，但反應(yīng)生成的
NaCN和Ca(CN)2仍屬于劇毒的不揮發(fā)物質(zhì)，易造
成二次污染。因HCN酸性極弱，故NaCN和Ca(CN)2
化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，有CO2和H20存在時會重新釋放
HCN。盡管NaCN等副產(chǎn)品等作為重要的化工原料，
有市場需求，但在從廢氣、廢水中回收氰化物受到
技術(shù)難度大、劇毒化學(xué)品管理困難，產(chǎn)量難以形成
規(guī)模；氰酸鈉、氫氰酸、氰化鋅、氰化鉀、氰銨化
鈣等已被列入國家環(huán)保部發(fā)布的“高污染、高環(huán)境
風(fēng)險”產(chǎn)品名錄，若采用回收方式處理，具有較大
的環(huán)境風(fēng)險。
目前普遍采用的液相催化氧化法脫硫具有一定
脫氰的作用【4引，利用有機胺等有機堿或無機堿液吸
收H2S和HCN，在載氧體的催化作用下，將吸收的
HCN氧化分解，是焦爐煤氣脫硫脫氰比較普遍使用
的方法。但在反應(yīng)過程中，HCN由于具有強配位能
力，與催化活性成分發(fā)生不可逆反應(yīng)，致使吸收劑
失活，因而導(dǎo)致堿消耗量增大、凈化效率降低。因
此，吸收及液相催化氧化一般用于H2S含量高、HCN
含量相對低且需要回收硫資源的工業(yè)廢氣凈化中采
用。液相催化氧化脫硫過程中主要的脫氰反應(yīng)如
式(6)～式(8)。
HCN+Na2CO3一NaCN+NaHCO3 (6)
2NaCN+2H2S+O2— 2NaCNS+2H2O (7)
NaCN+Na2S2O3一NaCNS+Na2SO3 (8)
2．2 吸附法
吸附法是采用吸附劑通過物理或化學(xué)吸附的方
法吸附HCN氣體，從而減少HCN排放濃度，其優(yōu)
點是對脫除條件要求不高，適合對低濃度HCN 氣
體的深度凈化。活性炭、分子篩、硅藻土等對HCN
均有較強的吸附作用。其中，活性炭對低濃度HCN
的吸附效果最顯著，值得深入研究，特別是當活性
炭中填充有某些過渡金屬離子如Cu2 、Cr6 、C02 、
zn2 時，對HCN的化學(xué)吸附表現(xiàn)得尤為明顯[4 。4引。
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·2566· 化 工 進 展 2012年第31卷
通過載體進行吸附是物理或物理化學(xué)分離過程，通
常沒有對HCN 進行降解轉(zhuǎn)化，如果不能對解吸產(chǎn)
物進行處理， 將不可避免產(chǎn)生二次污染問題，而且
對于氨氧化法間苯二甲腈廢氣、PAN碳纖維廢氣等
HCN含量高的廢氣，由于活性炭吸附容量有限，加
上氣體中的共存組分存在競爭吸附導(dǎo)致活性炭的吸
附選擇性變差，很難滿足高濃度HCN 廢氣的凈化
需求。
2-3 燃燒法
燃燒法分為催化燃燒法與直接燃燒法兩種。催
化燃燒法[49-50]的實質(zhì)是活性氧參與的劇烈氧化作
用。催化劑活性組分在一定溫度下連續(xù)不斷地將空
氣中的氧活化，活性氧與反應(yīng)物接觸時，將自身獲
得的能量迅速轉(zhuǎn)移給反應(yīng)物分子而使其活化，使
HCN氧化反應(yīng)的活化能降低。用于HCN 催化燃燒
反應(yīng)的催化劑和助劑主要有貴金屬催化劑、過渡金
屬催化劑與堿金屬氧化物，其中對貴金屬及其負載
催化劑的研究較多。張奉民等[5lJ考察了鉑與鉑一銠貴
金屬催化劑對HCN 的催化燃燒效果，結(jié)果表明兩
種催化劑在燃燒溫度為723 K、混合氣中空氣含量
為10％時，對高濃度HCN有較好的催化燃燒效果。
譚厚章等[52-53]考察了CaO為助劑高溫脫除HCN的
反應(yīng)機理，認為溫度大于800℃時，CaO 能促使
HCN全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹2，且接近100％的脫除效果。
直接燃燒主要是針對HCN 體積分數(shù)在3％～
6％的高濃度HCN氣體，對低濃度HCN廢氣治理
無能為力；一般工業(yè)廢氣除了HCN 外還有含氮、
硫等元素的其它污染物和燃燒產(chǎn)物，可能帶來SO2、
N 等二次污染【8I 】。另外，對于類似電石爐尾氣
和黃磷尾氣等工業(yè)廢氣來說， 由于尾氣含高濃度
CO，是重要的一碳化工原料氣，若將尾氣進行直接
燃燒作為初級燃料使用，雖然能將尾氣中的各種雜
質(zhì)氣體燃燒后消除，但燃燒時氣體腐蝕性大，尾氣
中的大量CO燃燒后形成CO2，帶來溫室效應(yīng)和空
氣污染。如能將尾氣通過凈化和提純后得到的高純
度CO用于羰基合成反應(yīng)，則能制造出多種極有經(jīng)
濟價值的一碳化工產(chǎn)品，既避免了環(huán)境污染，又增
加了企業(yè)的經(jīng)濟效益。
2．4 氣固相催化氧化法
該法～ 般是廢氣中的氧氣和HCN在一定溫度
下通過改性吸附劑載體，HCN在催化劑表面發(fā)生催
化氧化反應(yīng)，從而使HCN得到降解。Zhao等[5546】
研究了P~A120 催化劑，在氧氣含量為6％的條件
下，HCN催化氧化為N20、NO和NO，。日本日揮
株式會社公開了“混合氣體中的氧硫化碳和／或氰化
氫的轉(zhuǎn)化方法”【 ，即在蒸汽存在時，使混合廢氣
與Cr203一A12O3催化劑接觸，使混合廢氣中的HCN
進行轉(zhuǎn)化，活性溫度范圍為150~250℃ ，該法針對
典型工業(yè)廢氣凈化尚無工業(yè)應(yīng)用。中科院山西煤炭
化學(xué)研究所公開了一系列以釕、鉑、鈀為主的脫氰
專利[58-60]，利用貴金屬催化劑在空氣氣氛中于較低
溫度下對HCN、NH 和焦油等氣體進行催化氧化，
使HCN氧化為無害的H，O、CO，、N，，焦油一類物
質(zhì)氧化為CO2和H20，NH 氧化為N2、H20和CO，，
從而實現(xiàn)含HCN 廢氣的脫除，很明顯，此類專利
主要是針對以焦爐煤氣為主的工業(yè)廢氣。
2．5 氣固相催化水解法
HCN 的水解原則上是安氏法等工業(yè)催化合成
HCN的逆反應(yīng)L6 。廢氣中的HCN以及共存的COS、
CS2等可在適當催化劑作用下通過以下反應(yīng)水解為
低毒或易于后續(xù)處理的物質(zhì)，見式(9)～式(11)。
HCN+H2()-— 一NH3+CO (9)
COS+H2()_— 一CO2+H2S (10)
CS2+2H2O一2H2S+CO2 (1 1)
以上反應(yīng)從熱力學(xué)角度看是可行的。但國內(nèi)外
對于氣相HCN催化分解的研究均不充分。1952年，
Marsh等L62J證明A12O3在400℃無氧條件下將尾氣
中的HCN水解。國際殼牌研究有限公司于2006年
公開了“從氣流中除去SO2、HCN和H2s及任選的
COS、CS2和NH3的方法”【6引，通過階段性氣流循
環(huán)的方法將HCN水解催化為NH 和CO。目前已見
報道具有HCN 催化水解催化劑一般以1，一A12O3、
TiO2等金屬氧化物為載體，活性組分包括四類：堿
金屬、堿土金屬氧化物及其鹽；Pt、Pd、Rh等貴金
屬；Co、Mo、Ni、Cr等過渡金屬氧化物；稀土氧
化物。而從工業(yè)應(yīng)用的情況來看，盡管催化水解是
一種非常有應(yīng)用前景的HCN廢氣凈化技術(shù)，但國
內(nèi)外均很少有專門針對HCN 凈化開發(fā)的催化劑，
通常是利用COS、CS2等水解催化劑對于HCN水
解也有一定催化作用來實現(xiàn)的，因而凈化效果并不
理想。常用的貴金屬催化劑在對HCN 進行催化的
同時也會對共存的CO 等還原性組分具有氧化作
用，因而在黃磷尾氣和電石爐尾氣等需要對廢氣進
行加工利用或資源的場合，特別是含高濃度CO氣
體的凈化顯然不能達到目的。近年來，隨著研究的
深入，湖北省化學(xué)研究院 和昆明理工大學(xué)[65-68 等
研究機構(gòu)針對含高濃度CO典型有毒有害工業(yè)廢氣
中的HCN和COS，開發(fā)出一系列水解催化劑，其
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第11期 蔣明等：含氰化氫廢氣治理研究進展
HCN的分解轉(zhuǎn)化效率達到90％以上。
2．6 氣固相催化氧化／催化水解聯(lián)合脫除
燃料的再燃是利用燃料本身作為還原劑來還
原燃燒產(chǎn)物中的N ，從而降低鍋爐煙氣中氮氧化
物的排放量[69-70】。煤粉在氣化和熱分解時產(chǎn)生HCN
和NH3，其中，NH3是還原N 的重要還原劑，而
燃料型的N 主要由HCN在02充足的情況下氧化
而成，其反應(yīng)見式(12)、式(13)。若控制HCN
在富氧條件下被氧化，則可以減少N 的排放?？?
能的控制方法為：降低廢氣和煙氣中的氧含量，并
同時通過催化劑引導(dǎo)煙氣中的HCN水解為NH3，
為N 的還原分解提供充足的還原劑(NH3)，其反
應(yīng)見式(14)～式(17)，該過程中，HCN 同時被
催化氧化和催化水解。一些研究者在實驗室通過
Cu、Fe改性ZSM一5分子篩催化氧化和催化水解廢
氣中的HCN[ 卜 引，在250~550℃的反應(yīng)溫度下，
混合氣中的H2O含量為5％、O2含量為10％時，濃
度為50 mg／L HCN被同時催化氧化和催化水解，反
應(yīng)后氣體中N2和CO2急劇增加，而原氣分中的NO2
則降低明顯L6 。見式(12)～式(17)。
4HCN+702— 4NO+4C02+2H2O (12)
NO+O2— —一No2 (13)
4HCN十5O2— 4CO2+2N2+2H2O (14)
HCN+H20— 一NH3+CO (15)
4NH3—_4N0+O2— 4N2+6H2O (1 6)
2NH +NO+1 O，一2Nz+3H，O (17)
3 展 望
從大氣污染防治和廢氣資源化利用的要求出
發(fā)，HCN凈化方法的要求：高效凈化，無二次污染；
適應(yīng)廢氣組成和氣氛(含水、氧、硫、氨)；同時對
共存COS、CS2、H2S等雜質(zhì)具有凈化作用；有較
高選擇性和較低活性溫度，保證系統(tǒng)安全，且不破
壞CO、H2等具有回收利用價值組分。以上分析可
見HCN 凈化技術(shù)存在以下問題：①濕式凈化法將
HCN從氣相轉(zhuǎn)移到液相，處理更困難、流程更復(fù)雜，
存在二次污染；② 直接燃燒或催化燃燒方法難以滿
足含HCN廢氣資源化的需要；③催化氧化分解技
術(shù)起活溫度高、選擇性差，難以適應(yīng)氣體組成變化；
④活性炭吸附時水蒸氣、硫化氫的存在會產(chǎn)生競爭
吸附，選擇性較差，不適宜高濃度復(fù)雜廢氣處理；
⑤ 具有催化水解活性的貴金屬催化劑成本高，處理
復(fù)雜組分氣體時常因COS、H2S等的存在發(fā)生不可
逆硫中毒，制約了HCN 催化水解技術(shù)的應(yīng)用。因
此，運用多種方法聯(lián)合逐級脫除含HCN 廢氣是今
后發(fā)展的趨勢， 同時，還需針對不同種類來源的
HCN廢氣，結(jié)合具體相對應(yīng)的凈化脫除方法，并通
過長時間的中試和工業(yè)化實驗進行檢驗。
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